विटबांधकामाच्या घरांची भूकंपादरम्यान वर्तणूक (Brick Masonry behavior during Earthquake)

भूकंप मार्गदर्शक सूचना क्र. १२

विट बांधकामाच्या भिंतींची वर्तणूक : दगडी / विट बांधकाम असलेल्या इमारती ठिसूळ असून भूकंपाच्या तीव्र हादऱ्यांदरम्यान अशा संपूर्ण इमारती अतिशय धोकादायक (Vulnerable) ठरतात. भारतात यापूर्वी झालेल्या भूकंपात अशा इमारतींमध्ये मोठ्या प्रमाणावर झालेली मनुष्यहानी यास पुष्टी देते. म्हणूनच दगडी/विट बांधकाम असलेल्या इमारतींची भूकंपीय वर्तणूक सुधारणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. हे उद्दिष्ट गाठण्यासाठी अनेक भूकंपरोधक वैशिष्ट्यांचा अंतर्भाव करता येऊ शकेल.

भूकंपादरम्यान जमिनीच्या कंपनांमुळे इमारतींमधील अधिक वस्तुमानाच्या स्थळावर जडत्व बल निर्माण होते. हे बल छत आणि भिंतीद्वारे पायापर्यंत प्रवास करते. हे बल इमारतीला कुठलेही मोठे नुकसान न होता किंवा न कोसळता जमिनीच्या पायापर्यंत पोहोचविण्याच्या खात्रीवर बांधकामादरम्यान मोठा भर दिला जातो. दगडी/विटा बांधकामाच्या इमारतीतील तीन घटकांपैकी (छत, भिंत आणि पाया) (आकृती १ अ) भिंती या भूकंपाच्या क्षितीज बलापासून होणाऱ्या क्षतिच्या दृष्टीने अधिक धोकादायक ठरतात.

भिंतीला जर तिच्या काटकोनातील क्षितिज पातळीत वरच्या दिशेने धक्का दिला तर ती लवकर कलंडून पडते (याला कमजोर दिशा समजली जाते). परंतु तिच्या लांबीच्या दिशेने धक्का दिल्यास ती चांगल्याप्रकारे प्रतिकार करू शकते (ही मजबूत दिशा समजली जाते) (आकृती १ आ).

भूकंप मार्गदर्शक सूचना ५ .मध्ये नमूद केल्याप्रमाणे भूकंपादरम्यान जमीन एकाच वेळी ऊर्ध्व आणि क्षितिज पातळीमध्ये कंप पावते. तथापि, सर्वसाधारण दगडी इमारतींसाठी क्षितिज कंपने अधिक क्षतीकारक ठरतात. छताजवळ निर्माण झालेले क्षितिज दिशेतील जडत्व बल (Inertia force) भिंतीकडे हस्तांरित होते, जे कमजोर किंवा मजबूत दिशेदरम्यान कार्य करते. जर सर्व भिंती एकमेकांना एखाद्या खोक्याप्रमाणे एकत्रित बांधल्या नाहीत, तर कमजोर दिशेला भारित असलेल्या भिंती कलंडू शकतात (आकृती २ अ). उत्तम भूकंपीय कृतीची खात्री देण्यासाठी सर्व भिंती त्यांच्या संलग्न भिंतींशी योग्य रीत्या जोडल्या गेल्या पाहिजेत. याप्रकारे कमजोर दिशेने भारित असलेल्या भिंतींना मजबूत दिशेने भारित असलेल्या भिंतींकडून मिळणाऱ्या चांगल्या पार्श्वीय प्रतिकाराचा फायदा घेता येईल (आकृती २ आ). तसेच भिंतींची संपूर्ण अखंडता जपण्यासाठी त्यांच्या छत आणि पायाला देखील योग्य रीतीने बांधणे आवश्यक आहे.

दगडी भिंतींच्या वर्तणूकीतील सुधारणा : दगडी भिंतींच्या उंची आणि लांबीच्या तुलनेत त्यांची जाडी कमी असल्याकारणाने तनु (Slender) असतात. अशा भिंतींना भूकंपाच्या हादऱ्यांदरम्यान परिणामकारक रित्या वागविण्याचा साधा मार्ग म्हणजे त्यांना छत आणि पाया यांसोबत एकाच खोक्याप्रमाणे वागण्यास प्रवृत्त करणे. या अशा खोक्यांच्या वर्तुणुकीची खात्री देण्यासाठी बांधकामादरम्यान अनेक बाबींची पूर्तता करणे आवश्यक ठरते. प्रथमत: सर्व भिंतींच्या मधील जोड उत्तम असले पाहिजेत. (अ) बांधकामाच्या थरांमध्ये चांगल्या रीतीने एकमेकांमध्ये जोडणी केल्याची खात्री असल्यास आणि (ब) विविध पातळीमध्ये आडव्या पट्ट्यांचा उपयोग विशेषत: खिडकी किंवा दरवाजावरील आडव्या छावण्या (Lintel) असल्यास हे साध्य करता येऊ शकेल. दुसरे असे की, दरवाजे आणि खिडक्या यांच्यामधील उघाड (Opening) कमी ठेवणे आवश्यक आहे. उघाड जितका कमीत कमी, तितका भिंतीकडून होणारा प्रतिरोध अधिक.  तिसरी बाब म्हणजे भिंतीची तिला कमकुवत बाजूकडून ढकलल्यास कोलमडून पडण्याची जी प्रवृत्ती आहे, ती तिच्या लांबी ते जाडी आणि उंची ते जाडी ही दोन गुणोत्तरे योग्य मर्यादेत ठेवल्यास कमी करता येईल (आकृती ३). संकल्पन मानकांमध्ये या गुणोत्तरांच्या मर्यादा नमूद केल्या आहेत.  जी भिंत तिच्या जाडीच्या तुलनेत अति उंच किंवा अति लांब आहे ती विशेषकरून तिच्या कमकुवत दिशेला अधिक अ-रक्षित असते (आकृती ३).

इमारत साहित्याची निवड आणि गुणवत्ता : भूकंपात दगडी भिंतींची कृती तिच्या घटकांच्या म्हणजेच बांधकाम साहित्य आणि त्यामध्ये वापरण्यात आलेला मसाला यांच्या गुणधर्माबाबत अतिशय संवेदनशील असते. परंतु, भारतामध्ये कच्च्या मालातील निकृष्ट सामग्रीमुळे विशेषतः ग्रामीण भागातील साहित्यामुळे बांधकाम साहित्याच्या गुणधर्मांमध्ये फरक दिसून येतो. आपल्याकडे अनेक प्रकारची  बांधकाम सामग्री वापरली जाते. उदा., पक्क्या किंवा कच्च्या (न भाजलेल्या) मातीच्या विटा, काँक्रिटचे भरीव किंवा पोकळ ठोकळे आणि काही ठिकाणी दगडी ठोकळे देखील वापरले जातात.  यापैकी मातीच्या पक्क्या विटा मोठ्या प्रमाणात बांधकामात वापरल्या जातात. परंतु, या विटा मूलतःच सच्छिद्र असल्याने पाणी शोषून घेतात.  अतिजास्त सच्छिद्रता ही मात्र बांधकामासाठी घातक ठरू शकते.  कारण संलग्न मसाल्यातून या विटा मोठ्या प्रमाणावर पाणी शोषून घेतात आणि त्यामुळे विटा आणि मसाल्यामध्ये कमकुवत बंध निर्माण होतो आणि त्यामुळे इमारतीचे बांधकाम एकसंध ठेवणे अवघड होते. यामुळे कमी सच्छिद्रता असलेल्या विटा बांधकामात वापरल्या जाव्यात आणि मसाल्यातून कमी प्रमाणावर पाणी शोषले जावे यासाठी त्यांना बांधकाम सुरू होण्याआधी पाण्यात बुडवून ठेवावे.

साधारणपणे बांधकामात अनेक प्रकारचे मसाले (Mortar) वापरले जातात. उदा., चिखल, सिमेंट-वाळू किंवा सिमेंट-वाळू-चुना इ. त्यापैकी चिखलाचा मसाला सर्वाधिक कमकुवत असून त्याचा लगेच चुरा होतो, वाळल्यावर तो सुटा होतो आणि त्याला अतिशय कमी भूकंपप्रतिरोधक शक्ती असते. चुन्यासह सिमेंट आणि वाळू असलेला मसाला मात्र अत्यंत उपयुक्त आणि सोईस्कर ठरतो. ह्या प्रकारचा मसाला विटा रचण्यासाठी उत्तम कार्यसुकरता (Workability) देतो.

भूकंपाच्या कमी तीव्रतेच्या हादऱ्यांदरम्यान न तुटता प्रसरण पावतो आणि विटांसोबत उत्तम बंधदेखील निर्माण करतो. भूकंपात विटांच्या भिंतींचा प्रतिसाद विटा आणि मसाला यांच्या सापेक्ष मजबूतीवर अवलंबून असतो. विटा मसाल्यापेक्षा अधिक मजबूत असणे आवश्यक आहे. तसेच मसाल्याची काही ठराविक जाडी अपेक्षित आहे. साधारणपणे मसाल्याच्या थराची १० मिमी. इतकी जाडी व्यवहार्यता आणि बाह्यसौंदर्याच्या दृष्टीने समाधानकारक आहे. भारतीय मानकांमध्ये प्रत्येक भूकंपप्रवण क्षेत्रातील इमारतींसाठी सुयोग्य अशा प्रकारच्या विटा आणि मसाले यांचे प्रकार सूचित करण्यात आले आहेत.

संदर्भ :

• IITK-BMTBC भूकंपमार्गदर्शक सूचना क्र. १२.

समीक्षक – सुहासिनी माढेकर